[01587276]基于无线传感器网络的设施农业环境自动监控系统

基于无线传感器网络的设施农业自动监控系统用于实现温室、农田、苗圃等区域内作物生长环境的精准监控,它的主要技术包括: 1、感知、采样和存档数据的研究。部署在现场的每个传感器节点负责采集自身周围的环境、土壤和作物生理生态信息。采集到的数据需要存储及有效的管理,以便及时传送到研究人员手中进行在线或离线的数据挖掘和分析。因此,远程控制室的中央计算机、数据库服务器成了系统的管理信息系统子系统,具有数据存储、查询、网络状态监控、网络拓扑动态显示、采样间隔参数及实时查询设置等功能,并与图表化方式显示数据处理结果。 2、自组织网络与多跳路由的研究。当系统应用于设施农业生产实践时,部署在监测区域内部的传感器节点必须能够以无线方式自组织成网络。同时,每个传感器节点所采集的环境信息,通过多跳路由方式传输至Sink（汇节点）。汇节点又可以称网关。各种传感数据传输至Sink后,再经过主干网传送至用户网络。 3、对数据进行现场及远程访问。对监控区域的数据访问可分为现场和远程两种方式。在执行初始化配置和现场维护任务时,需要对系统进行现场调试,研究人员可以在现场通过PDA直接查询系统中的一个传感器节点、调整运行参数以及其他调试工作,在系统运行期间,除了安装和移动节点外不需要到现场进行维护和管理,因此远程控制点必须能够通过internet对传感器节点进行访问和控制。 4、现场物理设备的远程控制设计。在设施农业生产实践中,需要对设施内部的各个环境因素,例如温度、湿度、光照度等进行调控,以提供生物生长发育所需的最佳环境条件。 因此自动监控系统需要在农业设施（例如温室）内部部署若干执行机构。部署在现场的执行机构,采用电池供电,通过相关的电源处理可以控制不同中小功率的直流电磁阀（如电动水动电磁阀、减压阀、调压阀、安全阀及流量控制阀等）,继而控制现场的各种物理设备（如灌溉系统、空调等）。 5、节能操作的研究。系统部署完毕后,基本上在无人干预的条件下,依靠自身的电池供电并长期连续工作,因此系统能够在完成各项功能的基础上,必须尽量保证每个操作的低能耗,以延长系统的生存时间。 主要技术性能指标： 1、自组织网络。将传感器随机部署在监测区域内之后,所有节点能够迅速以无线AdHoc方式自组织成传感器网络。 2、即插即用和互操作性。所设计的传感器节点符合IEEE 1451标准,具备即插即用特性。同时,传感器节点与各种网络之间具有良好的互操作性。 3、对各种环境因素进行自动监测。 4、对传感数据进行现场及远程访问。 5、对现场设备进行远程控制。. 6、系统管理和数据管理。 7、节能操作。